A produtividade de uma frota de transporte de mineração é composta pelos indicadores de carga média e tempo de ciclo. Aumentar a carga média e diminuir o tempo de ciclo maximiza a produtividade da frota de transporte. Neste trabalho, foi feita uma análise estatística da carga média de uma frota de transporte de mineração, composta por 2 modelos de caminhões fora de estrada, e foram apresentadas algumas possibilidades de aumento da carga média.
Palavras-chave: Mineração; produtividade do transporte; caminhão fora da estrada; carga média; Análise estatística; O NOVO. Entre esses fatores está a carga média de transporte, que é a média de toneladas transportadas por caminhão. Neste trabalho será analisada a carga média de transporte de uma mina e serão propostas soluções para aumentar o indicador.
O objetivo deste trabalho é analisar a carga média transportada pela frota de caminhões de uma mina de minério de ferro em Minas Gerais no último trimestre de 2021. Com a análise em mãos, identificar oportunidades que possam aumentar a carga média transportada e, consequentemente, , a produtividade horária da frota. A carga média é a média, em toneladas, do material transportado pelos caminhões e o tempo de ciclo é o tempo que os caminhões levam para completar um ciclo completo de transporte.
Portanto, a escolha certa para maximizar a produtividade das frotas de carregamento e transporte significa aumentar a carga média transportada e minimizar os tempos de ciclo.
A MINERAÇÃO EM ESTUDO
O tempo de descanso é o tempo que o equipamento de carga espera entre o carregamento de um caminhão e outro. A carga média transportada depende da capacidade volumétrica das carrocerias dos caminhões, que podem ser rasas ou convexas, da capacidade de carga dos caminhões (carga útil), do fator de enchimento das carrocerias e da formação de bolhas e da densidade de o material. A capacidade de carga dos caminhões é definida conforme especificações do fornecedor de acordo com o modelo.
A Caterpillar, fabricante de caminhões da frota estudada, usa uma política de gerenciamento de carga 10/10/20 para maximizar a vida útil e a produtividade da máquina, na qual a média de todas as cargas é menor ou igual à carga alvo nominal do caminhão (carga ), não mais mais de 10% da carga exceder 10% da carga alvo e nenhuma carga deve exceder 20%. É importante ressaltar que nesta operação específica existe um viaduto por baixo do qual os equipamentos trafegam, o que limita a altura da carga transportada pelos caminhões. Para evitar danos ao viaduto devido a possíveis colisões do material transportado, limita-se o coroamento do material e conseqüentemente a carga média.
Para realizar as análises, o banco de dados vem do sistema de transmissão eletrônica utilizado na operação de mineração. O sistema é responsável por medir, registrar e controlar todas as movimentações de equipamentos e materiais na operação para otimizar recursos. Os dados são então armazenados em um banco de dados que é alimentado a cada novo movimento.
O banco de dados mostra os dados ciclo a ciclo da carga medida pela balança de carga durante o carregamento, registrando os dados do mês, dia, turno, classe, tipo de material, modelo e número do equipamento de carregamento e transporte. e o operador de carga responsável por essa carga específica. Os dados de carga média registrados no banco de dados são medidos pelo sistema de balança presente nos caminhões fora de estrada. Caso haja algum problema com a balança e/ou pesagem do caminhão, a carga é registrada como 0t e é aplicado o fator de carga pré-definido para cada frota, para que não haja grandes problemas com a contabilidade de massa.
Os dados utilizados neste trabalho referem-se ao último trimestre de 2021, em que são consideradas todas as cargas registadas, ciclo a ciclo, nesse período. Como a frota de transporte da mina em questão é composta por caminhões de diferentes portes, a carga média foi analisada frota por frota.
F ROTA CAT 775
- Comparativo entre as turmas
- Comparativo entre os turnos
- Comparativo entre equipamentos de carga
- Comparativo entre materiais
O gráfico de probabilidade normal na Figura 7 mostra que existem alguns valores discrepantes nas bordas. As análises descritivas das classes apresentadas na Figura 9 mostram que a letra D é a que apresentou melhor desempenho em termos de média, mediana e desvio padrão. Pelo histograma da Figura 10, pode-se observar que todas as classes possuem um número significativo de subcargas, mas que a grande maioria dos eventos está entre a faixa de 57,6t e 70,4t.
Os box plots da Figura 11 mostram a diferença entre a posição dos quartis e a variabilidade dos dados entre as classes. A análise de variância, realizada de acordo com Montgomery (2012), confirma a hipótese de que existem diferenças significativas entre pelo menos 2 classes (p-valor < 0,05), conforme observado na Figura 12. O gráfico de dispersão na Figura 13 mostra a aleatoriedade de os resíduos em torno de 0, o histograma na Figura 14 e o gráfico de probabilidade normal na Figura 15 indicam desvios moderados da normalidade.
Os gráficos de dispersão dos resíduos na Figura 16 e na Figura 17 mostram um comportamento aleatório em torno de 0, o que significa que a variância dos resíduos é constante. Os histogramas e box plots mostrados na Figura 20 e na Figura 21 mostram que o turno da noite tem um número menor de outliers e menor variabilidade na carga média. A análise de variância confirma a hipótese de que existem diferenças significativas na pontuação média de carga entre os turnos (p-valor <0,05) conforme a Figura 22.
O histograma da Figura 24 e o gráfico de probabilidade normal da Figura 25 indicam um desvio moderado da normalidade, mas não o suficiente para gerar grandes mudanças no resultado. Os gráficos de dispersão da Figura 26 e da Figura 27 mostram comportamento aleatório em torno de 0, sem padrão aparente. Uma vez validada a ANOVA, o teste de Tukey mostrado na Figura 28 mostra que a diferença é entre o turno da noite e o turno do dia (p-valor < 0,05).
As estatísticas descritivas da Figura 29 mostram que as carregadeiras (PM3610 e PM3014) possuem medianas, médias e desvios padrão menores, com exceção da escavadeira EM2501, que possui média, mediana e desvio padrão menores em relação aos demais equipamentos. mesmo tamanho e tamanhos diferentes. Conforme analisado posteriormente, o tipo de material lavrado pode afetar diretamente os resultados do transporte de carga média. Conforme pode ser observado na Figura 31, os materiais classificados como estéreis apresentam menor média, mediana e maior desvio padrão de deformação.
O histograma da Figura 32 mostra que a curva de resíduos está bem deslocada para a esquerda em relação a outros tipos de materiais. Os box plots mostrados na Figura 33 mostram a maior variabilidade nos resultados para a movimentação de resíduos, além do alto número de subcargas externas.
F ROTA CAT 777
- Comparativo entre as turmas
- Comparativo entre turnos
- Comparativo entre equipamentos de carga
- Comparativo entre materiais
Assim como na frota CAT777, o gráfico de probabilidade normal na Figura 36 mostra que existem alguns valores discrepantes nas extremidades. Conforme visto na Figura 37, o teste de normalidade de Anderson-Darling indica que os dados não seguem a distribuição normal (p-valor < 0,05). As análises comparativas entre as classes apresentadas na Figura 38 mostram que a letra D é novamente a que apresentou melhor desempenho em termos de média, mediana e desvio padrão.
O histograma mostrado na Figura 39 mostra que todas as classes têm um número significativo de subcargas, mas a grande maioria dos eventos está entre a faixa de 76,3 t e 91,0 t. As caixas da Figura 40 mostram a diferença entre a posição dos quartis e a variabilidade dos dados entre as classes. A análise de variância apresentada na Figura 41 confirma a hipótese de que existem diferenças significativas entre pelo menos 2 classes (p-valor < 0,05).
O gráfico da Figura 42 mostra a aleatoriedade dos resíduos em torno de 0, e a Figura 43 e a Figura 44 indicam um desvio moderado da normalidade. Os gráficos de dispersão dos resíduos na Figura 45 e na Figura 46 indicam um comportamento aleatório em torno de 0, o que indica, portanto, que a variância dos resíduos é constante. Novamente, a presença de diferenças significativas nos resultados entre os grupos sugere que há oportunidades de ganho de carga média com melhor balanceamento de operadores experientes e inexperientes entre as letras, além de um monitoramento potencialmente melhor da carga média - indicador indicado por equipe C.
Essa análise é observada nos histogramas apresentados na Figura 49, que mostram que a curva se deslocou menos para a esquerda em relação às demais. Na Figura 50 observa-se que o turno da noite apresenta menos outliers, e que o 1º quartil e a mediana são maiores. Os gráficos de dispersão dos resíduos na Figura 55 e na Figura 56 mostram um comportamento aleatório em torno de 0, o que indica, portanto, que a variância dos resíduos é constante.
Como confirmação da validação da ANOVA, o teste de Tukey mostrado na Figura 57 mostra que a diferença é entre os grupos diurno e noturno (p-valor <0,05). No caso do CAT777, a densidade do material pode ser um fator ainda mais impactante como visto na Figura 61. Pode ser visto na Figura 62 que novamente as cargas de resíduos representam a principal preocupação em termos de média, mediana e variabilidade.
Isso cria uma oportunidade de aumentar a carga estéril média do CAT775 sem comprometer a segurança da operação e das estruturas sob as quais o equipamento se move. As análises mostraram que existem várias possibilidades para aumentar a carga média e melhorar a produtividade.
